CN1286736A - 具有布状纹理的可透气网面材料 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种柔软的网面材料,它包括多个第一区域和由同样材料成分构成的多个第二区域。第一区域包围着第二区域,而第二区域又包括许多隆起的肋状元件。该网面材料用机械方法进行改良,使其MVTR值达到至少大约为100g/m²/24hrs和MWTR值不大于大约100g/hr。

Description

具有布状纹理的可 透气网面材料

发明领域

本发明涉及柔软的、具有布状纹理、和生产成本低廉的可透气的网面材料。

背景技术

吸湿用品例如：卫生巾，内裤衬垫，一次性使用的尿布，失禁用的三角裤和绷带，一般用于吸收和保存体液及人体的其他排泄物，和防止身体与衣服弄脏。以前，在这种吸湿用品中使用片材或薄膜形式的网面材料。例如，可以使用不需要另加传统的弹性件，在伸长方向具有“弹性状”性质，并且还比较柔软且具有布状纹理的塑料薄膜一类的网面材料。关于这点可参见1997年7月22日授予Anderson等人的美国专利5650214号。这里引入该专利全文供参考。

除了弹性性质、柔软和布状纹理以外，用于制造吸湿用品的网面材料的另一个重要和所希望的性质是良好的透气性。这里所用的术语“透气性”是指水蒸气的传输速率，即在存在相对湿度梯度的条件下，吸湿用品可使水蒸气从吸湿用品内部逸散至吸湿用品外部的能力。良好的透气性对于穿着的舒适性和皮肤健康是很重要的，而透气性不好往往使穿用者感觉闷热、不通气和皮肤不舒服。

吸湿用品中所用的通常的薄膜是通过一个所谓的热拉幅过程具有透气性的。在这种过程中，具有例如碳酸钙一类固体成分的杂质的成形薄膜材料在高于室温的温度下被拉伸，在该薄膜上形成许多微孔。然而，热拉幅过程很昂贵，并且一般是与整个吸湿用品的处理分开的一个单独的过程；因此，在线热拉幅过程速度慢，效率低，商业上缺乏吸引力。另外，随着经过热拉幅的薄膜的透气性增加时，通过这种薄膜的液体泄漏的可能性也增加。当该薄膜上形成的微孔太大以致于不能防止液体通过时，就会出现这种情况。

基于上述原因，需要有一种透气性好，同时制造成本低的网面材料，特别是塑料薄膜。没有一种现有的技术具有本发明的所有优点和长处。

发明概述

本发明提供了一种柔软的网面材料，它包括：多个第一区域和由同样的材料成分构成的多个第二区域；该第一区域包围着第二区域，并且第二区域包括许多隆起的肋状元件，该网面材料结构用机械方法改良，使其MVTR达到至少大约100g/m²/24hr和MWTR不大于大约100g/hr。

本领域的普通技术人员从阅读本说明书中将会了解本发明的其他特点，方面和优点。

附图的简要说明

虽然，本说明书的末尾有具体地指出，和清楚地对本发明提出权利要求的权利要求书，但通过对以下结合附图对优选实施例的说明，将会更好地理解本发明。附图中，相同的标号表示相同的零件，其中：

图1为一种现有技术的卫生巾的简化的平面图，为了更清楚地表示该卫生巾的结构，图中该卫生巾的一部分被切去；

图2为一种现有技术的一次性使用的尿布的简化的平面图，图中，为了更清楚地表示该一次性使用尿布的结构，该尿布的一部分被切去；

图3为本发明的聚合物网面材料的一个优选实施例的平面图；

图4为如图3所示那样的本发明的网面材料的阻力与该材料的以百分率表示的伸长性质，和具有同样的材料成分的基本网面材料(即不包括第一和第二个区域的材料)的示例性关系图；

图5为在与图4所示的力-伸长曲线上的阶段I相适应的拉伸条件下，图3所示的聚合物网面材料的平面图；

图6为在60％伸长下，对网面材料作滞环测试时，由图4所示的曲线720所代表的本发明的网面材料的弹性滞环性质的示例性图；

图7为用于制造本发明的网面材料的优选装置的简化的透视图，为了将齿露出，该装置的一部分作成倾斜的。

发明详述

这里所用的术语“吸湿用品”是指可以吸收和包容身体排泄物的装置，更具体地说，是指放在穿用者身体上或接近穿用者身体的，可以吸收和包容从身体排出的各种排泄物的装置。术语“吸湿用品”包括尿布，月经垫，卫生巾，内裤衬垫，失禁用的三角裤和绷带等。这里所用的术语“一次性使用的”是指不洗涤，或复原或作为吸湿用品重新使用(即在使用一次后就扔掉，或最好是进行再循环，制成肥料，或用与环境兼容的方式进行处理)的吸湿用品。因为只使用一次，因此最好是利用价格低廉的材料和制造方法来制造一次性使用的吸湿用品。

图1为一种现有技术的卫生巾20的平面图。图中，为了更清楚地表示卫生巾20的结构，该卫生巾结构的一部分切开；并且背离穿用者的该卫生巾20的部分(即外表面)朝向观察者。这里所用的术语“卫生巾”是指妇女穿在阴部区域，一般是在尿生殖区外面，用于吸收和包容月经和其他从穿用者身体排出的阴道排泄物(例如，血，月经和尿)的吸湿用品。如图1所示，卫生巾20包括液体可透过的顶片24；与该顶片24连接的，液体不可透过的底片26；和放在顶片24和底片26之间的一个吸湿芯28。

虽然，顶片、底片和吸湿芯可以组装成各种各样众所周知的形状(包括所谓“管子”形产品或侧面扁平的产品)；然而，优选的卫生巾形状大致为如下列美国专利中所述的形状：1990年8月21日授予Osborn的美国专利4950264号，1984年1月10日授予DesMarais的美国专利4425130号，1982年3月30日授予Ahr的美国专利4321924号，和1986年5月20日授予Van Tilburg的美国专利4589876号。这里引入这些专利供参考。

图2为在不收缩状态(即除了松紧带处在松弛状态下的侧片以外，松紧带引起的收缩都被拉长)下的一种现有技术的一次性使用尿布30的平面图。图中，为了更清楚地表示该尿布30的结构，该尿布结构的一部分被切去，并且该尿布30背离穿用者的部分(即外表面)朝向参观者。这里所用的术语“尿布”是指一般是婴儿和失禁的人穿在躯干下部的吸湿用品。如图2所示，尿布30包括液体可透过的顶片34；与该顶片34连接、液体不可透过的底片36；放在该顶片34和底片36之间的吸湿芯38；弹性的侧片40；弹性的腿部收口42；弹性的腰件44；和通常设计为多个的固定装置46。

虽然，尿布30可以组装成各种各样众所周知的形状，一般较优选的尿布形状在1975年1月14日授予Kenneth B.Buell的美国专利3860003号中，和1992年9月29日授予Kenneth B.Buell等人的美国专利5151092号中作了说明，这里引入这些专利供参考。

虽然，这里所述的本发明提供了一种特别适合用作诸如一次性使用的尿布、卫生巾或绷带一类一次性使用的吸湿用品的底片、顶片和/或吸湿芯或吸湿芯的一部分的、象布一样的、可透气的“网面材料”；但本发明绝不是仅限于这些应用。它几乎可以用在任何要求价格较低的、可透气的网面材料的应用场合，例如：诸如体操服一类的耐用的衣服，一次性使用的衣服，弹性绷带，家具覆盖饰物或用于覆盖形状复杂的物品的包封材料等。这里所用的术语“网面材料”是指片状材料(例如，一次性使用的吸湿用品的顶片、底片或吸湿芯)，由两种或多种片状材料组成的组合物或层叠件等。在希望生产象布一样柔软、可透气的网面材料的许多情况下，本发明的优点很明显。对本发明的优选结构和其在卫生巾或一次性使用的尿布底片上的应用的详细说明，使技术经验丰富的人，能很容易地将本发明用于其他应用场合。

图3表示本发明的一种聚合物网面材料52的一个优选实施例。图3所示的网面材料52处在基本上没有拉伸的状态。该网面材料52特别适用于作为吸湿用品(例如图1所示的卫生巾20或图2所示的一次性使用尿布30)的底片。该网面材料52有两条中心线，即以后称为轴、线或方向“L”的纵向中心线；和以后称为轴、线或方向“T”的横向或侧向中心线。横向中心线“T”与纵向中心线“L”大致垂直。

网面材料52包括由不同的区域组成的一个“可变形的网络”。这里所用的术语“可变形的网络”是指一组互相连接和互相关连的区域，这些区域可在预先确定的方向上作一定程度的伸长，使该网面材料响应所施加的而接着又松开的伸长而具有弹性性质。该可变形的网络包括多个第一区域60和多个第二区域66。该网面材料52还包括一些在该第一区域60和第二区域66之间的交界出的过渡区域65。过渡区域65具有第一区域和第二区域综合起来的复杂的性质。虽然本发明的每一个实施例都有过渡区域，然而，本发明的网面材料的性质，很大程度上是由上述不同区域(例如，第一区域60和第二区域66)的网面材料的性质决定的。由于本发明的网面材料性质与过渡区域65中的网面材料的复杂性质关系较少，因此，本发明以后的说明只涉及第一区域60和第二区域66中的网面材料的性质。

网面材料52具有第一表面(图3中面向读者的表面)，和与之相对的第二表面(没有示出)。在图3所示的优选实施例中，该可变形的网络包括多个第一区域60和多个第二区域66。第一区域60的一部分61基本上为直线形的，并在第一方向上延伸。第一区域60的剩余部分62也基本上为直线形的，并在基本上与该第一方向垂直的第二方向上延伸。虽然最好是上述第一方向与第二方向垂直，但只要第一区域60的一部分61和剩余部分62彼此相交，该第一方向与第二方向之间的其他角度关系也可以使用。一般，该第一方向和第二方向之间的夹角在大约45°-135°范围内，最好为90°。上述第一区域的一部分61和剩余部分62相交形成图3中双点划线63表示的，完全包围着上述第二区域66的边界。

最好，第一区域60的宽度68为大约0.01-O.5英寸，更理想是大约0.03-0.25英寸。然而，第一区域60也可以采用其他合适的宽度尺寸。因为第一区域60的一部分61和剩余部分62互相垂直，并等距离间隔开，第二区域的形状为方形。然而，第二区域66也可以为其他合适形状，这点可通过改变第一区域之间的间隔和/或使第一区域的一部分61l和剩余部分62彼此对准来达到。第二区域66具有第一轴线70和第二轴线71。第一轴线70基本上与网面材料52的纵轴平行，而第二轴线71基本上与网面材料52的横轴平行。第一区域60的弹性模量为E₁，横截面积为A₁。第二区域66的弹性模量为E₂，横截面积为A₂。

在所示的实施例中，网面材料52是这样“成形”是，即：当在基本上与其横轴平行的方向上受到轴向拉伸时，在本实施例情况下，在沿着基本上与网面材料的横轴平行的轴线上，网面材料52具有阻力。这里所用的术语“成形的”是指在网面材料上形成所希望的结构或几何形状，并且当不受外加的拉伸或力作用时，可基本上保持该所希望的结构或几何形状。本发明的网面材料由多个第一区域和多个第二区域组成，其中，第一区域用肉眼看即与第二区域有区别。这里所述的术语“肉眼看有区别的”是指当网面材料或使用该网面材料制成的物品在正常使用时，很容易用正常的裸眼分辨出来的网面材料的特点。这里所用的术语“表面路径长度”是指沿着基本上与网面材料的一根轴平行的方向上的上述区域的凹凸表面进行的量度。确定网面材料相应区域的表面路径长度的方法，可在本说明书的以后部分中所述的“测试方法”部分中找到。

本发明的网面材料的制造方法包括，但不限于：利用平板或滚子匹配进行的压花、热成形，高压液压成形或铸造。如下面将要详细说明的那样，虽然整个网面材料52都要经过成形工序，但本发明也可以只对网面材料的一部分(例如尿布的底片)进行成形加工。

在图3所示的优选实施例中，第一区域60基本上是平面形的。即：第一区域60内的材料，在该网面材料52的成形工序之前和之后，基本上保持相同的状态。第二区域66包括许多隆起的肋状元件74。该肋状元件74可以形成凸纹图案、形成凹陷图案或同时形成凸纹、凹陷图案。肋状元件74具有基本与网面材料52的纵轴平行的第一轴或长轴76，和基本上与网面材料52的横轴平行的第二轴或短轴77。

第二区域66中的肋状元件74彼此可由基本上是没有凸纹或凹陷图案的未成形区域间隔开或简单成形为间隔开的区域。最好，肋状元件74彼此靠近，并由在与该肋状元件74的长轴76垂直的方向测量的长度小于0.10英寸的未成形区隔开。更理想是，该肋状元件74之间没有未成形的区域，而是彼此连接的。

第一区域60和第二区域66都具有“投影路径长度”。这里所用的术语“投影路径长度”是指在平行光照射下的一个区域阴影的长度。第一区域60的投影路径长度与第二区域66的投影路径长度彼此相等。

当网面材料在不拉伸状态下，沿着一个平行方向在该网面材料的表面起伏外形上测量时，第一区域60的表面路径长度L1，比第二区域66的表面路径长度L₂小。优选的是，第二区域66的表面路径长度至少比第一区域60的表面路径长度大15％左右，较好是至少大30％左右，最好是至少大70％左右。一般，第二区域的表面路径长度越大，则在遇到力墙之前，该网面材料的伸长越大。

本发明的网面材料52的透气性机理与通常的微孔薄膜所用的透气性机理不同。它不采用热拉幅过程，而使薄膜或薄膜/无纺复合材料的结构发生机械性改变。即采用一种在线激活过程，使薄膜具有透气性的结构。虽然以前也有一些网面材料(例如，Andergon等人的美国专利5650214号中所述的材料)具有良好的弹性和柔软的布一样的感觉，但是在不泄漏的情况下，其透气性达不到理想的水平，或者成本较高。另外，使这种网面材料具有透气性的离线的热拉幅过程通常比本发明的过程速度慢且价格昂贵。

如下面将要更详细地说明的那样，本发明的过程使网面材料具有透气性是因为不需相应地增加水的平均传输率(MWTR)，就可增加网面材料的蒸气平均传输率(MVTR)。另外，微孔形成的精度和均匀性也增加，因为网面材料的咬合和折断只是局部的，而不是在薄膜的整个宽度上出现。最后，因为本发明的过程可以在线以较高的生产线速度进行，因此制造成本可降低。

蒸气平均传输率(MVTR)是网面材料透气性和“微气候”的一个特征量度。MVTR是指每单位面积(例如每平方米)和每单位时间(例如，每一天)内，从网面材料的一侧至网面材料的另一侧的潮湿蒸气的传输率。MVTR大可以很好地保护皮肤，因为从网面材料的一侧至另一侧(例如，在尿布或卫生巾的内侧和外侧之间)空气可以良好地流通。然而，如果MVTR太大，则可能会有臭气或较明显的潮气泄漏出现，或二者都出现。在本说明书的以后部分中所述的“测试方法”部分中，可以找到确定MVTR值的方法。

水的平均传输率(MWTR)是描述网面材料性质的另一个特性量度。MWTR是指在单位时间内(例如每小时或每24小时)，从网面材料一侧至另一侧的水的传输率。为了防止泄漏，MWTR值应较低。在本说明书的以后部分所述的“测试方法”部分中，可以找到确定MWTR值的方法。

消费者可以接受的代表尿泄漏水平的MWTR的上限值约为100克/小时。

将一定量的碳酸钙加入聚烯烃树脂中，挤压二者的混合物，然后再将挤压的混合物铸造成薄膜，可使通常的可透气的网面材料具有透气性。在铸造以后，在比室温高的温度下拉伸该薄膜。这个过程称为热拉幅。在热拉幅过程中，薄膜上的微孔由碳酸钙颗粒产生。然而，在薄膜上形成的微孔尺寸的控制，和相应的薄膜透气性的控制，在很大程度上取决于所用的碳酸钙的等级和纯度以及拉幅条件的控制。例如，碳酸钙颗粒尺寸较大会使微孔较大，导致液体泄漏；同样，颗粒尺寸不均匀或污染物多会造成微孔尺寸不均匀，导致微孔结构的精度降低和通气性不均匀。

可以赋予透气性的原始薄膜卷的尺寸(即宽度)也会受到通常的热拉幅过程所固有的特性限制。一般，对于一米宽的原始的薄膜卷，只可以进行宽度不大于1.8米的完全拉幅。这是由于对宽度较大的薄膜的拉幅过程失去控制造成的，因为在拉幅过程中的拉伸时刻，只固定网面材料的自由端(对于通常的吹制薄膜或浇铸制成的薄膜，拉幅过程可处理的网面材料宽度在3米以下)。

然而，本发明的过程的优点是，对原始薄膜卷的可处理宽度没有限制。在本发明的过程中，薄膜结构的机械改变只是局部地折断原始薄膜，不需要对整个原始薄膜进行拉伸控制。这样，由于不需要控制拉伸，因此对薄膜的处理宽度没有限制。因此，本发明的制造方法效率更高。

通常的热拉幅过程的另一个缺点是其生产线速度较慢。热拉幅是一个比较昂贵的过程，一般是与吸湿用品的整个处理分开的一个过程。因此，由于热拉幅过程大大降低了整个生产线的速度，因此在吸湿用品的生产中使用热拉幅过程商业上是没有吸引力的。

在生产通常的、经过热拉幅的可透气的薄膜的生产线中，生产线运转的最大速度约为370英尺/分。技术熟练的人们知道，由于随着生产线速度的增加，通常网面材料的质量下降，因此很难在较高的生产线速度下生产通常的薄膜。因此，当将这种薄膜用于作吸湿用品的阻挡层时，随着生产热拉幅的微孔薄膜的生产线速度增加，会使液体(尿)的泄漏大大增加。

给定材料的MV/MW的比代表网面材料的透气性和泄漏之间的“折衷”。换句话说，当这个比值增加时，对于一给定的MVTR值，尿泄漏量增加，导致从消费者观点看，产品质量较低。对于通常的热拉幅过程，当生产线速度大于370英尺/分时，MV/MW比降低，当生产线速度为750英尺/分和更快时，MV/MW比明显降低。因此，通常的生产线速度不大于大约370英尺/分。

当采用本发明的过程时，生产线速度大于大约370英尺/分不会使MV/MW比值明显降低。因此，生产线速度增加不会损害消费者要求的有透气性且液体泄漏最小的质量指标，从而使本发明的成本比通常的热拉幅过程成本更低。本发明的网面材料的MV/MW值最好大于大约0.016。

与通常的网面材料比较，本发明的网面材料可以改善皮肤健康，而不会有泄漏。当MVTR增加时，穿用者皮肤的通风情况改善，产生红肿、发炎、热疹和尿布疹的情况减少。

本发明的过程还有一个优点是，可以形成一些所希望的透气性变化的“区域”。例如，在典型的充满尿的一次性使用尿布中，尿浓度最低的区域是尿布的后腰区。在后腰区，在较平坦的表面区，穿用者的汗腺较集中。因此，在后腰区，希望MVTR值较高，同时，当不损害裆区的MWTR值时，在后腰区的MWTR值相应增加是可以接受的。

网面材料52的改良的“泊松(Poisson)横向收缩效应”比类似材料成分的相同基本网面材料(即没有第一区域和第二区域的网面材料)的该效应小得多。确定材料的Poisson横向收缩效应方法可在本说明书的以后部分所述的“测试方法”部分中找到。优选的是，当本发明的网面材料伸长大约20％时，其Poisson横向收缩效小于大约0.4。优选的是，当本发明的网面材料伸长大约40％，50％或60％时，其Poisson横向收缩效小于大约0.4。更优选的是，当本发明的网面材料伸长大约20％，40％，50％或60％时，其Poisson横向收缩效小于大约0.3。本发明的网面材料的Poisson横向收缩效应由上述第一区域和第二区域分别占据的该网面材料量来确定。当被第一区域占据的网面材料的面积增加时，Poisson横向收缩效应也增加。相反，当被第二区域占据的网面材料的面积增加时，Poisson横向收缩效应减小。优选的是，被第一区域占据的网面材料的面积的百分数大约为2％-90％；最好为大约5-50％。

具有至少一层弹性材料的现有技术的网面材料，一般Poisson横向收缩效应较大，即：当在所加的力作用下伸长时，该网面材料截面收缩“形成细颈”。本发明的网面材料可以改善(如果不是基本消除的话)Poisson横向收缩效应。

对于网面材料52，在图3中的箭头80表示的所加的轴向伸长D的方向，基本上与上述肋状元件74的第一轴线76垂直。这是由于该肋状元件74在基本与其第一轴线76垂直的方向上，可以不弯曲或能够产生几何形状变形，使得该网面材料52可以拉伸。

图4表示与图3所示的网面材料52相同的一种网面材料的阻力-伸长曲线720的示意性图形，而曲线710为同样成分的基本网面材料的上述图形。建立上述阻力-伸长曲线的方法可从本说明书以后部分所述的“测试方法”部分中找到。现参见本发明的网面材料的阻力-伸长曲线720。从图中可看出，该曲线720有一个初始的、基本上为线性的、力与伸长的比值较低的第一阶段720a；表示遇到力墙的一个过渡区720b；和表示力与伸长的比值较高的、基本为线性的第二阶段720c。

从图4中可看出，当在与该网面材料的横轴平行的方向上，拉伸该网面材料时，该网面材料在上述二个阶段的伸长特性不同。由该成形的网面材料产生的与所加的伸长抗衡的阻力，在曲线720的第一阶段720a比在第二阶段720c小得多。另外，在第一阶段的伸长范围内，在曲线720的第一阶段720a，由该成形网面材料产生的与所加的伸长相抗衡的阻力，比在如曲线710所示的基本网面材料所产生的阻力小得多。当该成形网面材料进一步被拉伸，并进入曲线720的第二阶段(720c)时，则该成形网面材料所产生的阻力增加，并接近由上述基本网面材料所产生的阻力。在该成形网面材料曲线720的第一阶段720a，成形网面材料与所加的伸长抗衡的阻力，是由该成形网面材料第一区域的分子级变形和几何形状变形，及该成形网面材料的、第二区域的几何形状变形形成的。这与图4的曲线710所示的基本网面材料的与所加伸长抗衡的阻力不同。在基本网面材料中，这种阻力是由整个网面材料的分子级的变形造成的。通过调整由上述第一区域和第二区域组成的网面材料表面的上述第一区域和第二区域大小的百分数，可使本发明的网面材料在上述曲线720的第一阶段可产生实际上任何比上述基本网面材料的阻力小的阻力。第一阶段的阻力-伸长性质可以通过调整第一区域的宽度、横截面积和间隔以及基本网面材料的成分来控制。

现在参见图5，当网面材料52受到如图5中的箭头80所示的轴向拉伸D作用时，由于分子级的变形，表面路径长度L₁较短的第一区域60对对应第一阶段所施加的伸长产生大部分的初始阻力P₁。在第一阶段时，第二区域66中的肋状元件74几何形状产生变形或不弯曲，抗衡所加的伸长的阻力最小。另外，由于由第一区域60的一部分61和其剩余部分62相交形成的网状结构的运动，第二区域66的形状改变。因而，当网面材料52受到拉伸时，第一区域的一部分61和剩余部分62的几何形状变形或产生弯曲，从而使第二区域66的形状改变。在与所加的伸长方向平行的方向上，第二区域延伸或伸长；而在与所加伸长垂直的方向上，第二区域被压扁或收缩。

在曲线720的第一阶段和第二阶段之间的过渡区720b，肋状元件74与所加的伸长对齐(即，同一平面上)。即：第二区域66从几何形状的变形改变至分子级的变形。这就是力墙的开始。在第二阶段，第二区域66的肋状元件74基本上与施加的伸长的轴线对齐(即，同一平面上)(也即，该第二区域达到了其几何形状变形的极限)；并开始通过分子级的变形阻止第二区域进一步伸长。由于分子级的变形，现在该第二区域66形成抗衡进一步施加伸长的第二阻力P₂。在第二阶段，第一区域60的一部分61和剩余部分62也达到了其几何形状变形的极限，并且主要通过分子级变形，进一步阻止伸长。在第二阶段，由第一区域60的分子级变形和第二区域66的分子级变形形成的、抗衡伸长的阻力形成一个总的阻力PT。该总阻力比在曲线720的第一阶段，由第一区域60的分子级变形和几何形状变形及第二区域66的几何形状变形形成的阻力大。因此，第二阶段的力-伸长曲线的斜率比第一阶段的力-伸长曲线的斜率大得多。

当(L₁+D)小于L₂时，阻力P₁比阻力P₂大得多。当(L₁+D)小于L₂时，第一区域产生的初始阻力P₁满足下列公式： $P_1=\frac{(A_1\×E_1\×D)}{L_1}$

当(L₁+D)大于L₂时，第一和第二区域形成的抗衡伸长D的总阻力PT满足下列公式： $P_1\frac{(A_1\×E_1\×D)}{L_1}+\frac{(A_2\×E_2\[L_1+D-L_2\])}{L_2}$

在第一阶段产生的最大伸长称为成形网面材料的“有效拉伸”。该有效拉伸相应于第二区域几何形状变形的距离。该有效拉伸可通过测量图4所示的力-伸长曲线720而有效地确定。第一阶段和第二阶段之间的过渡区的拐点，为用百分数表示的“有效拉伸”的近似伸长点。该有效拉伸的范围可在大约10％-100％或更大的范围内变化，这个伸长范围对一次性吸湿用品是有意义的，并在很大程度上可由第二区域的表面路径长度L₂超过第一区域的表面路径长度L₁的程度，和基本薄膜的成分来控制。

采用“有效拉伸”的术语并不是要限制本发明的网面材料的伸长，因为有一些应用场合还希望伸长超出有效拉伸的范围。

图6中的曲线730和735示例性地表示本发明的网面材料的弹性滞环性质。曲线730表示在第一个循环过程中对所加和松开的伸长的响应；而曲线735则表示在第二个循环过程中对所加和松开的伸长的响应。图6中还表示了在第一个循环过程中力的松弛731和变形732的百分数。从图中可看出，在多次循环过程中，当力较小时，伸长可以恢复很多或有弹性；即网面材料容易伸长和收缩至相当大的程度。在本说明书以后部分所述的“测试方法”部分，可找到有关确定弹性滞环性质的方法。

当拉伸该网面材料时，除非该网面材料伸长超过了其屈服点，该网面材料在所施加伸长方向拉伸时具有弹性性质，并且在拉伸去除后，可回复至基本上没有拉伸的状态。该网面材料可以经过多个循环的拉伸，而基本上不会丧失恢复的能力。因此，当去除所施加的伸长时，该网面材料可以回复至基本上没有拉伸的状态。

虽然，该网面材料在所加的轴向伸长方向，即基本上与肋状元件74的第一轴线76垂直的方向上，容易被拉伸和恢复；但在与该肋状元件74的第一轴线76基本上平行的方向上，该网面材料却不容易被拉伸。形成肋状元件可使肋状元件在基本上与其第一轴线或长轴76垂直的方向上产生几何形状的变形，同时需要有分子级的变形，才能使肋状元件在基本上与其第一轴线平行的方向上伸长。

使该网面材料伸长所需要加的力的大小，取决于该网面材料的成分和横截面积，以及第一区域的宽度和间隔大小。当第一区域较窄和间隔较大时，对于达到给定成分和横截面积的网面材料所希望的伸长所需要加的外力较小。

为了控制本发明的网面材料的有效拉伸，可以改变肋状元件的深度和出现率。如果对于给定出现率的肋状元件，肋状元件的高度或成形程度增加，则上述有效拉伸会增加。同样，如果对于给定的肋状元件高度或成形程度，肋状元件的出现率增加，则有效拉伸也增加。

通过应用本发明，可以控制网面材料的几种功能性质。所谓功能性质是指该网面材料抗衡所加的伸长所产生的阻力；和在遇到力墙之前，网面材料的有效拉伸。网面材料抗衡所加的伸长所产生的阻力，是下述参数的函数：网面材料(例如，成分，分子结构和排列方向等)、该材料的横截面积和被第一区域占据的网面材料的投影表面积的百分数。被该第一区域占据的网面材料的百分数越大，则对于给定的网面材料成分和横截面积，该网面材料抗衡所加伸长所产生的阻力越大。被该第一区域占据的网面材料的百分数，部分地(如果不是全部的话)由该第一区域的宽度和相邻的第一区域之间的间隔确定。

网面材料的有效拉伸由第二区域的表面路径长度确定。第二区域的表面路径长度至少部分地由上述肋状元件的间隔、出现率和在与网面材料平面垂直方向上测量的肋状元件的成形深度确定。通常，第二区域的表面路径长度越长，则网面材料的有效拉伸越大。

除了上述的弹性性质以外，本发明的塑料薄膜的特点还在于柔软，布状的纹理和外形与素静。该柔软，象布一样的素静的塑料薄膜还是液体泄漏的障碍，因此特别适合于用作一次性使用的吸湿用品(例如，一次性使用的尿布)的底片。一般，柔软的布状纹理有衣服一样的感觉，可使一次性使用的吸湿用品的外形更美观。

尽管本发明的整个网面材料可包括由第一和第二区域构成的可变形网络，但本发明也可作成只有网面材料的特定部分带有由第一和第二区域构成的可变形网络。技术熟练的人们知道，一次性吸湿用品的全部底片或其一部分也可包括由第一和第二区域构成的可变形网络。

尽管本发明的具有可变形网络的网面材料是作为吸湿用品的底片或底片的一部分来说明的，但在某些实施例中，也必需使顶片和吸湿芯也带有可变形的网络。

制造方法

图7表示用于制造图3所示的网面材料52的形成纹理装置400的一部分。该形成纹理装置400包括两个互相咬合的滚子401，402。滚子分别包括许多互相啮合的齿403，404。滚子401，402在压力作用下啮合在一起，使本发明的网面材料成形。

滚子402包括齿形区域407和沟槽区域408。在齿形区域407内，有许多齿404。滚子401包括许多与滚子402的齿404啮合的齿403。当薄膜在滚子401，402之间成形时，放置在滚子402的沟槽区域408和滚子401的齿403内的薄膜部分，保持不变形。这些区域相应于图3所示的网面材料52的第一区域60。放在滚子402的齿形区域407(包括有齿404)和滚子401的齿403之间的薄膜部分，被递增并塑性地变形，形成在网面材料52的第二区域66中的肋状元件74。

成形的方法可如下这样进行。将一卷没有形成纹理的材料放在一个网面材料拉伸控制开卷机台上。通过一系列不带驱动装置的支承空转轮，将该卷材料送至上述形成纹理装置中。该开卷装置将材料以足够大的速度送出，送入形成纹理装置中，并保持网面材料预先选定的拉力。

该形成纹理装置包括两个互相啮合的滚子，即一个横向的画阴影线的纹理形成滚子和一个圆环形滚子。两个滚子滚子被驱动，在形成运转的压区的方向上的啮合表面速度至少为370英尺/分。纹理形成滚子和圆环滚子可以具有各种不同的结构。例如，间距(齿之间的距离)，啮合深度，槽道间隔，齿数，齿高，不均匀的区域(例如，可用电抛光方法去掉这些区域)都是可以改变的参数。

在网面材料上形成纹理之后，再利用一系列的没有驱动装置的支承滚子，将该网面材料送入网面材料拉力控制重绕机台上。该重绕装置以足够的速度，将网面材料卷在一个滚子上，将形成纹理装置送出的网面材料全部卷在滚子上，并保持网面材料预先选定的拉力。

通常，将网面材料的拉力选择为与网面材料的大约0.75％的变形相适应。一般，最好使拉力在网面材料变形的大约0.5％～1.5％范围内。

如果滚子的回转轴线彼此隔开的距离使该2个滚子的圆周相交在一点，这称为零啮合。如果两轴线移动得更靠近一起，则移动的距离形成新的啮合。

本发明的网面材料可由聚烯烃(例如，包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)在内的聚乙烯；或聚丙烯及它们的混合物)加上上述或其他一些颗粒尺寸大小不同的材料(例如，碳酸钙、二氧化硅或沸石)构成。可以使用的其他适合的聚合物材料的例子包括，但不限于：聚酯、聚氨酯、可堆肥或可生物降解的聚合物，热收缩聚合物，热塑性弹性体，金属茂催化剂基聚合物(例如，Dow化学公司提供的INSITE，和Exxon公司提供的Exxact)和可透气的聚合物。网面材料也可以由合成的无纺织物、合成针织品、无纺织物，有孔薄膜，宏观扩张的三维成形薄膜，吸湿或纤维吸湿材料，泡沫材料，填充的合成物，具有暂时性湿强度的材料，或层叠件和/或它们的组合。上述无纺织物可以由下述任何一种方法(但不限于)制造：射流喷网法，纺丝粘合法，熔喷法，梳理法，和/或空气穿过或砑光粘接法。

虽然，本发明说明了由单一一层基本薄膜制成的网膜材料，但本发明的网面材料同样也可以由其他材料制成。尽管在所施加的伸长方向具有弹性性质的流体不可透过的聚合物薄膜，适合于用作一次性使用的尿布或卫生巾的底片；但这种网面材料用作吸湿用品的顶片不大好。可以制成本发明的网面材料，和有效地用作吸湿用品的流体可透过的顶片的其他基本材料的例子包括：二维的有孔薄膜和宏观可扩张的三维有孔的成形薄膜。宏观可扩张的、三维有孔的成形薄膜的例子在下列美国专利中作了说明：1975年12月30日授予Thompson的美国专利3929135号，1982年4月13日授予Mullane等人的美国专利4324246号，1982年8月3日授予Radel等人的美国专利4342314号，1984年7月31日授予Ahr等人的美国专利4463045号，和1991年4月9日授予Baird的美国专利5006394号。这里引入这些专利供参考。

本发明的网面材料可以包括由上述材料组成的层叠片。层叠片可用任何本领域普通技术人员熟知的粘接方法组合起来。这种粘接方法包括，但不限于：热粘接，粘接剂粘接(使用任何数量的、包括但不限于喷射粘接剂，热熔性粘接剂，乳胶基粘接剂等在内的粘接剂)，声波粘接和挤压层叠法。采用挤压层叠法时，聚合物薄膜直接浇铸在基片上，还在部分熔融状态下，即粘接在基片的一侧；或将熔喷的无纺纤维直接沉积在基片上。

测试方法

MVTR

MVTR(蒸气平均传输率)可用下述方法测量。将一已知量的氯化钙(CaCl₂)放入一个有边缘的杯中。将一个试件放在杯顶，并用一个固定环和密封垫牢固地固定。将该组件称重，并作为初始重量记录下来。将该组件放入一个恒温(40℃)和恒湿(相对湿度75％)室中5小时。然后，将该组件从室中取出，并在放有天平的房间的室温下，至少放置30分钟，使温度达到平衡。再称量该组件的重量，并作为最终的重量记录下来。利用下述公式，计算以g/m²/24h表示的MVTR：

本发明的网面材料的MVTR优选至少大约为100g/m²/24h。对于尿布来说，最好为至少大约为1500g/m²/24h。优选的是，在没有泄漏的情况下，MVTR应尽可能大。

MWTR

MWTR可用下述方法测量，它用于定量表示通过网面材料试样(例如，一次性使用尿布的底片)的微孔的所输送的水的最大量。记录所测试的尿布的初始重量。利用尿布的吸湿芯区域覆盖尺寸根据尿布尺寸而定的一个摇蓝式的船。用有颜色的水充满尺寸为400mm×500mm的水槽，并将带有尿布的船放入水槽中。将5磅的砝码放在尿布上。水槽中的水位高度不应超过13mm(0.5英寸)。经过20分钟后，再称量尿布的重量。利用下述公式，计算用g(水)/hr表示的MWTR；

MWTR=(湿的重量-干的重量)×3.0

对于包括本发明的网面材料的一次性使用的吸湿用品，最好，一件物品的MWTR不大于大约100g/hr，或者用10件用品的试件尺寸表示，则最好不大于大约50g/hr。

表面路径长度

成形材料区域的表面路径长度可通过选择和准备每一个不同区域的有代表性的试件，和利用显微镜图像分析方法分析这些试件来确定。

应选择对每一个区域的表面几何形状有代表性的试件。一般，由于过渡区包含有第一和第二区域的特点，因此应避免选择过渡区。将要测量的试件切断，并与感兴趣的区域分开。将“测量边缘”切成与伸长的某一个特定的轴平行。将与“测量边缘”垂直的半英寸的不变形的试件长度，“用卡规标出”，靠在网面材料上，然后精确地切断，并从网面材料上取下。

将测量试件安装在显微镜玻璃滑片的长边上。该“测量边缘”稍微从该滑片边缘向外伸出(大约为1mm)。将压敏粘接剂薄层涂在该显微镜玻璃表面边缘上，形成对试件的一个支承装置。对于完全成形的试件区域，最好是同时在试件的轴向方向，轻轻地使该试件伸展一些(不要加大的力)，以便于使试件与该显微镜玻璃滑片边缘接触和附着在上面。这可以在图像分析过程中，改善对边缘的辨识和避免需要另外进行分析说明的“起皱纹的”边缘部分出现。

利用高质量和适当的放大倍数的显微测量装置，可以得到作为附带有显微镜玻璃滑片支承的边缘的每一个试件的“测量边缘”。图像数据可利用下列设备得到：Keyence VH-6100(透镜放大倍数为20倍)视频装置，其中视频 图像打印是由Sony视频打印机Mavigragh装置完成的。利用HewlettPackard Scan Jet IIP扫描仪来扫描照片。利用NIH MAC Image(1.45版)软件，在Maclntosh IICi计算机上进行图像分析。

利用这种设备时，开始要利用带有0.005英寸的增量标记的，栅格比例长度为0.500英寸的标定图像来标定计算机图像分析程序的设定。所有要测量的试件都要拍摄视频图像，并将视频图像打印出来。接着，以100dpi(即256-级灰度)的速度，将所有照片进行图像扫描，成为相应的Mac图像文件格式。最后，利用Mac Image 1.45计算机程序，分析每一个图像文件(包括标定文件)。所有试件都用所选择的徒手线测量工具进行测量。在试件的两个侧边缘上进行测量并将测量长度记录下来。简单的薄膜状(薄和厚度固定不变的)试件只需测量一个侧边缘。层叠件和厚的泡沫试件要测量两个侧边缘。要沿着切下的试件的全部计量长度跟踪测量长度。在试件变形很大的情况下，可能需要多个(部分重叠的)图像来覆盖整个切下的试件。在这种情况下，选择两个重叠图像的公共特点，并利用该公共特点作为“标记”，使图像长度的读数相邻近，但不重叠。

最后，将每一个区域的5个单独的1/2英寸计量长度的试件的长度平均，就可确定每一个区域的表面路径长度。每一个计量长度试件的“表面路径长度”为两个侧边缘的表面路径长度的平均值。

Poisson横向收缩效应

Poisson横向收缩效应可利用马塞诸塞州的Instron Corporation ofCanton出售的Instron Model 1122来测量。利用北卡罗来纳州的SintechrInc.of Research Triangle Park销售的Test Works‰软件，可将InstronModel 1122与南达科他州的Gateway 2000 of N.Sioux City销售的Gateway2000 486/33Hz计算机连接。在每一次测试时，将测试所需要的所有基本参数输入Testworks‰软件。将手动测量的试件宽度和在Testworks‰内测量的试件伸长综合起来，就可完成数据采集。

这个测试所用的试件为1英寸宽×4英寸长的试件，试件的长轴与试件第一区域的方向平行。该试件应使用专门用于精确切割1英寸宽的试件的锋利的刀或相应的锋利的切割装置进行切割。重要的问题是，切下的“有代表性的试件”应能代表整个变形区域图案对称性的有代表性的区域。有时必需将试件切得比所建议的大些或小些(由于变形部分的尺寸或第一和第二区域的有关几何形状的变化)。在这种情况下，指出(与报告的数据一起)试件的尺寸、试件取自变形区域的哪个部分，和最好还包括该试件的有代表性的区域的示意图是非常重要的。一般，如果可能的话，应保持实际拉伸部分(l₁∶W₁)的“高宽比”(2∶1)。要测试5个试件。

上述Instron装置的夹紧装置由多个空气驱动的夹钳构成，夹钳可将全部夹紧力集中在与具有一个平坦表面和有一个半圆形突出相对表面的试件的测试拉伸方向垂直的一根线上。试件和夹钳之间不应有滑动。当用在夹钳旁边的一把钢尺测量时，夹紧力作用线之间的距离应为2英寸。这个距离称为“计量长度”。

试件安装在夹钳中，试件的长轴与所加的伸长方向垂直。总的几何形状中的有代表性的区域应该在两个夹钳之间的对称地对中。十字头的速度设定为10英寸/分。十字头运动造成一定的变形(在伸长的20％和60％两处测量)。利用钢尺测量的试件最窄的点(W₂)处的宽度，精确到0.02英寸。在Testworks‰软件中，在所加拉伸方向上记录伸长，精确到0.02英寸。利用下述公式，计算Poisson横向收缩效应(PLCE)：

式中W₂-在所加的纵向伸长作用下试件的宽度；

W₁-试件初始宽度；

l₂-在所加纵向伸长作用下的试件长度；

l₁-试件初始长度(计量长度)。

对于每一个给定的伸长，利用5个不同的试件，在20％和60％两个伸长处进行测量。5个测量的平均值就是给定的百分数表示的伸长时的PLCE。

滞环测试

滞环测试用于测量网面材料的变形的百分数和力松弛的百分数。测试可利用马塞诸塞州的Instron Corporation of Canton销售的Instron Model 1122来进行。利用北卡罗来纳州27709的SintechrInc.of Research Triangle Park出售的Testworks‰软件，可将Instron Model 1122与南达科他州，57049的Gateway 2000 of N.Sioux City出售的Gateway 2000 486/33Hz计算机连接起来。每一次测试时，将测试所需的所有基本参数输入Testworks‰软件(即：十字头速度，最大百分率伸长点和保持时间)。利用Testworks‰软件还可完成所有的数据采集，数据分析和作图。

这个测试所用的试件为1英寸宽×4英寸长的试件，试件的长轴与试件最大伸长的方向平行。试件应利用专门用于精确地切割1英寸宽的试件的锋利的刀或相应的锋利的切割装置切割(如果网面材料的伸长方向多于一个，则试件应与有代表性的伸长方向平行)。该试件应切成能代表整个的变形区的对称图案的有代表性的区域。有时，必需将试件切得比所建议的大些或小些(由于变形部分的尺寸，或第一和第二区域有关几何形状的变化)。在这种情况下，指出(与报告的数据一起)试件的尺寸，试件取自变形区域的那个部分，和最好包括该试件所用的有代表性的区域的示意图是非常重要的。一般，对于每一种网面材料，应在20％，60％和100％变形三处，进行三次单独的测试。在每一个百分率伸长下，测试给定的网面材料的三个试件。

上述Instron装置的夹紧装置由多个空气驱动的夹钳构成，该夹钳可将全部夹紧力集中在与具有一个平坦表面和有半圆形突出相对表面的试件的测试拉伸方向垂直的一根线上。试件和夹钳之间不应有滑动。当用在夹钳旁边的一把钢尺测量时，夹紧力作用线之间的距离应为2英寸。这个距离称为“计量长度”。试件安装在夹钳中，试件的长轴与所加的伸长方向垂直。十字头的速度设定为10英寸/分。十字头运动至最大的百分率伸长处，并将试件保持在这个百分率伸长处30秒钟。30秒后，该十字头回到其原来位置(伸长为0％)，并在这个位置保持60秒。然后，该十字头又回到在第一个循环中所用的同样的最大百分率伸长处，并保持30秒，然后再回到零伸长位置。

作出两个循环的图形。从第一个循环的力的数据，通过下列计算，可以确定松弛力的百分数：

以百分数表示的变形为试件开始阻止伸长的第二个循环中，试件伸长的百分数。对于每一个测试的最大百分率伸长值，应报告三个试件的平均松驰力的百分数和变形的百分数。

拉伸试验

拉伸试验用于测量力与网面材料以百分数表示的伸长性质和以百分数表示的有效拉伸的关系。试验在马塞诸塞州的Instron Corforation of Canton出售的Instron Model 1122上进行。利用北卡罗来纳州的SintechrInc.ofResearch Triangle Park出售的Testworks‰软件，可将Instron Model 1122与南达科他州的Gateway 2000 of N.Sioux City出售的Gateway 2000 486/33Hz的计算机连接起来。每一次试验都将试验所需要的所有基本参数输入Testworks‰软件。利用Testworks‰软件，还可以进行所有的数据收集、数据分析和作用工作。

这个测试所用的试件为1英寸宽×4英寸长的试件，试件的长轴与试件最大伸长的方向平行。试件应利用专门用于精确地切割1英寸宽的试件的锋利的刀或相应的锋利的切割装置切割(如果网面材料的伸长方向多于一个，则试件应与有代表性的伸长方向平行)。该试件应切成能代表整个的变形区的对称图案的有代表性的区域。有时，必需将试件切得比所建议的大些或小些(由于变形部分的尺寸，或第一和第二区域有关几何形状的变化)。在这种情况下，指出(与报告的数据一起)试件的尺寸，试件取自变形区域的那个部分，和最好包括该试件所用的有代表性的区域的示意图是非常重要的。测试给定网面材料的三个试件。

上述Instron装置的夹紧装置由多个空气驱动的夹钳构成，该夹钳可将全部夹紧力集中在与具有一个平坦表面和有半圆形突出相对表面的试件的测试拉伸方向垂直的一根线上。试件和夹钳之间不应有滑动。当用在夹钳旁边的一把钢尺测量时，夹紧力作用线之间的距离应为2英寸。这个距离称为“计量长度”。试件安装在夹钳中，试件的长轴与所加的伸长方向垂直。十字头的速度设定为10英寸/分。该十字头使试件伸长，直至试件断裂为止；这时，十字头停止，并回到其原来位置(0％伸长)。

以百分数表示的有效拉伸出现在上述力-伸长曲线的拐点处，超过该拐点时，使试件进一步伸长所需的力迅速增加。记录三个试件的以百分数表示的有效拉伸的平均值。

实例

下面的例子可在本发明的范围内进一步说明优选实施例。这些例子只是为了示例，而不是对本发明的限制，因为在不偏离本发明的精神的条件下，可以作许多改变。

本发明的材料可以用本说明书的制造方法部分所述的方法制造。下面的例子表示生产线速度大约为750英尺/分。

^*1滚子上的齿的间距

^*2滚子上齿的啮合量

^*3供应商号：X-15918，Tredegar薄膜产品公司，Richmond，VAUSA(“薄膜／NW”指薄膜无纺层叠件)

^*4供应商号：X-11025

^*5供应商号：X-15910

^*6供应商号：P18-3587×0.0012，Clopay塑料产品公司，Cincinnati，OH USA

^*7供应商号：P18-3551×0.0012

上述例子表示和说明的实施例有许多优点。例如，它们具有透气性和柔软的布状纹理，基本上没有泄漏。另外，生产成本低，可以通过全速的在线加工，而不需要作为单独过程的热拉幅使网面材料具有透气性。

引入所有参考资料的全文供参考。任何参考文献的引用都不能从现有技术得出本发明。

本领域的普通技术人员知道，上述的例子和实施例只是示例性的，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，可以作各种改进或改变。

Claims (11)

1．一种柔软的网面材料，包括：多个第一区域和由同样的材料成分构成的多个第二区域；第一区域包围着第二区域，并且第二区域包括许多隆起的肋状元件，该网面材料用机械方法改良，使其MVTR达到至少大约100g／m²／24hrs和MWTR不大于大约100g/hr。

2．如权利要求1所述的网面材料，其特征在于，所述用机械方法的改良是在生产线速度至少为大约370英尺/分下在线进行的。

3．如权利要求1所述的网面材料，其特征在于，用机械方法的改良包括局部折断网面材料，形成第二区域中的微孔。

4．如权利要求1所述的网面材料，其特征在于，所述网面材料为一次性使用的吸湿用品的底片。

5．如权利要求4所述的网面材料，其特征在于，所述网面材料为由两种或多种材料组成的层叠件。

6．如权利要求1所述的网面材料，其特征在于，该网面材料具有不同MVTR值的区域。

7．一种柔软的网面材料，包括：多个第一区域和由同样的材料成分构成的多个第二区域；第一区域包围着第二区域，并且第二区域包括许多隆起的肋状元件，网面材料结构经过机械方法改良，使其MVTR/MWTR达到至少大约0.016。

8．如权利要求7所述的网面材料，其特征在于，所述机械方法的改良，是在生产线速度至少大约为370英尺/分下在线进行的。

9．一种增强网面材料透气性的方法，该方法包括在生产线速度至少大约为370英尺/分下，用机械方法改良该网面材料的步骤，其中，局部折断该网面材料，可在该网面材料的选定区域上形成微孔。

10．如权利要求9所述的方法，其特征在于，该网面材料的MVTR值至少大约为100g/m²/24hrs而其MWTR值不大于大约100g/hr。

11．如权利要求9所述的方法，其特征在于，该网面材料的MVTR/MWTR值至少大约为0.016。

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